В понедельник, 29 июня, самый мощный в мире ускоритель частиц — Большой адронный коллайдер (БАК) — будет остановлен для проведения четырехлетней модернизации, пишет Phys.org. Цель амбициозного проекта стоимостью 1,5 миллиарда долларов заключается в том, чтобы значительно увеличить «светимость» установки и ее потенциал для разгадки величайших тайн Вселенной, включая природу темной материи.

Расположенный в центре европейской лаборатории ЦЕРН под Женевой, 27-километровый туннель БАК наиболее известен тем, что позволил доказать существование бозона Хиггса («частицы Бога»). Однако ученые подчеркивают, что впереди еще множество открытий. После обновления, которое завершится к 2030 году, новый ускоритель получит название HL-LHC (High-Luminosity LHC).

«С понедельника мы вступаем в новую фазу. У нас по-прежнему много вопросов по физике, на которые нет ответов», — комментирует руководитель проекта Маркус Зерлаут.

Цель состоит в том, чтобы увеличить количество столкновений частиц в 10 раз. Для этого инженеры полностью заменят компоненты на участке длиной более километра и установят новые сверхпроводящие магниты, способные сильнее концентрировать пучки протонов. Это позволит поднять частоту столкновений с 60 до 140 событий за проход, а общий объем собранных данных вырастет в 100 раз.

Масштаб грядущих изменений требует новых подходов к обработке информации. Ожидается, что обновленный коллайдер будет генерировать несколько миллиардов столкновений в секунду. Хранить такой массив данных физически невозможно, поэтому выборку придется делать мгновенно. Эту задачу возьмут на себя системы искусственного интеллекта, которые будут отбирать самые перспективные события в реальном времени. «Искусственный интеллект не заменяет физиков. Это мощный инструмент, который помогает нам эффективнее использовать данные», — поясняет физик Недаа-Александра Асбах.

Основная миссия HL-LHC — углубление фундаментальных знаний о мироздании. Ученые надеются найти новые частицы, которые помогут объяснить состав так называемой «темной вселенной». Обычная материя составляет лишь 5% космоса, тогда как остальная часть приходится на невидимые темную материю (27%) и темную энергию (68%).

Модернизация также позволит расширить понимание того, как работает сам бозон Хиггса. За время своей работы HL-LHC должен произвести около 380 миллионов таких частиц (против 55 миллионов у текущей версии). Главная надежда ученых — впервые зафиксировать одновременное появление двух бозонов Хиггса, что может дать подсказки о том, как развивалась Вселенная вскоре после Большого взрыва.